2013年2月22日
この記事では、中大脳動脈の近位部分を表示するために時間的な頭蓋骨切除術を使用して頭蓋窓を通してラット大脳動脈を可視化するための方法を説明します(図1)。この汎用性の高い方法は、脳動脈の反応性を測定するために、薬物送達の様々な技術と組み合わせることができます。
このビデオ プロトコルでは、頭蓋窓を利用して、エンドセリン 1 誘発中大脳動脈閉塞中に中大脳動脈を視覚化する方法を示します。この頭蓋窓の準備のために、中大脳動脈の近位部分を見るために側頭蓋切除術が行われます。頭蓋窓の作成は、脳の皮質表面上の構造を直接視覚化できる方法です。
この技術は、ラットの脳を覆う多くの場所で実行できますが、簡単にアクセスできる前頭骨または頭頂骨の上にC頭蓋切除術を作成することによって最も簡単に実行できます。最も頻繁には、この手法を内皮 1 つ誘発中大脳動脈閉塞または ET 1 誘発 虚血性脳卒中の MCAO モデルと組み合わせて使用してきました。頭蓋窓手術は、近位中大脳動脈またはMCAに隣接する脳実質にETを注射した後に発生する血管径の変化を定量化するために行われます。
具体的には、ラットの頭蓋骨の外側の側頭骨を通る頭蓋窓を作成する技術を使用します。その後、大脳動脈は、硬膜が無傷であるか、硬膜が内在化して収縮した状態で視覚化できます。最も一般的には、視覚化中に硬膜をそのままにしておくことです。
ET 1 の誘導 MCAO には血管収縮性ペプチドの脳実質への送達が含まれるため、これにより、薬物送達のために視覚化された血管の上で硬膜を直接切開する必要がなくなります。このビデオでは、脳動脈を段階的に視覚化するための頭蓋窓を作成する方法と、この方法に関連する一般的な潜在的な落とし穴の多くを回避する方法を示します。ガイドカニューレの配置後、参照されているように、脳卒中処置中に中大脳動脈の近位部分を直接視覚化するために頭蓋窓を作成することができます、まず、ハサミを使用して示されているように頭皮を切開し、皮膚を引っ込めて側頭筋を明らかにします。
電気焼灼を使用して側頭筋を二分し、次に引っ込めて側頭骨の扁平上皮部分を視覚化します。この手順には、側頭骨の適切な露出を得ることが重要です。焼灼中は軌道を避けるように注意してください。
視覚化を改善するには、縫合糸を使用して二等分された側頭筋を引っ込めます。側頭骨の扁平上皮部分に3〜4ミリメートルの正方形を描きます それは軌道に寄りかかり、頬骨突起の基部よりも優れています それが側頭骨から反射するとき。ドリルビットを使用して、骨のこの部分を切り取ります。
脳に穴を開ける可能性があるため、過度の圧力をかけないように注意してください。手術野の視覚化を改善し、頭蓋骨の過熱を防ぐために、滅菌生理食塩水で頻繁にすすぎを行うようにしてください。緩い角から始めて、細かいラットの歯の鉗子を使用して側頭骨の一部を慎重に取り除き、硬膜に関連する血管を引き裂かないようにします。
ここでは、内皮を注入する前のベースラインで中大脳動脈の枝を視覚化できます。1。内皮1回の注射から数分以内に、中脳動脈が収縮し始めます。やがて枝が見えにくくなり、脳組織が青白くなります。
約20分後、内皮の影響は減少し、血管は徐々に拡張し始めます。約45分後にベースライン直径に戻る 血管の直径を測定するには 内皮1回の注射の前後の異なる時点で、ビデオの静止フレームが1分間隔でキャプチャされます。VLCメディアプレーヤーを使用してVLCメディアプレーヤーを使用し、[ツール]、[設定]に移動し、[設定の表示]で設定を[すべて]に変更します。
左側のサイドバーのビデオメニューを展開し、出力モジュールを展開します。ファイル名の接頭辞としてシーン フィルター タイプ scene を選択します。次に、ディレクトリパスを追加します。
次に、書かれたプロトコルで説明されているように、ビデオのフレームレートに基づいて静止フレームキャプチャの記録比率を設定します。最後に、[保存]をクリックします。目的のビデオおよびVLCプレーヤーは、血管の直径を測定するために1分ごとに静止フレームを自動的に保存します。
最初にこれらの画像を使用して、Image Jソフトウェアを開き、次に測定する静止フレームを開きます。分析に移動し、測定値を設定して、すべてのボックスの選択を解除します。直線ツールを選択し、必要に応じてズームインします。
血管の経路に垂直な線を配置します 血管の直径を測定します。分析に移動し、次に[測定]をクリックして血管の直径を取得します。必要なすべての画像に対してこれを繰り返します。
各時点での血管径は、複数のラットを使用して比較できるように、ベースラインの血管径に正規化する必要があります。これを行うには、ここに示す式を使用します。要約すると、この頭蓋窓の準備技術は、小さな変更を加えるだけで多くの実験のニーズに合わせて変更できるため、非常に用途が広いです。
例えば、レーザードップラーフロー画像を用いて、特定のMCA枝の脳血流をモニタリングし、頭蓋窓を通して可視化された脳動脈に直接焦点を合わせることに成功しました。さらに、硬膜のサイズの同様の製剤を血管作用性化合物の局所投与とともに使用して、in vivo血管反応性浴を作り出すことができる。この技術の失敗率を減らすために、頭蓋窓を準備する際にはいくつかの要素を考慮に入れる必要があります。
これらの要因の多くは、脳動脈の良好な視覚化を得ることに関連しています。例えば、C頭蓋切除術を作成する際には、硬膜やその上にある血管がドリルベッドで破壊されないように注意する必要があります。これは、滅菌生理食塩水で頻繁に洗浄して破片を取り除き、頭蓋骨を冷却することによって最もよく達成されます。
このビデオが、頭蓋窓を利用した実験の設計に役立ち、この手順中に発生する可能性のある一般的な落とし穴を回避するのに役立つことを願っています。
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本記事では、側頭部開頭術を用いた頭蓋窓を通じてラットの脳動脈を可視化する方法について解説します。この手法により、中大脳動脈の近位部の観察が可能となり、薬剤投与法と組み合わせることで、生体内(in vivo)における脳動脈の反応性を評価することができます。
脳動脈ダイナミクスの直接可視化により、in vivoでの血管収縮反応を定量化することが可能になり、脳卒中のターゲットバリデーションにおけるメカニズム的なリスク低減が実現します。この手法は、血管反応性および化合物の脳血流動態への影響に関する前臨床評価をサポートし、神経血管領域の創薬における意思決定(go/no-go判断)に有用な情報を提供します。エンドセリン-1誘発性MCAOモデルと統合することで、虚血経路を標的とした治療法の予測信頼性が向上します。
頭蓋窓法は、化合物の最適化に進む前にメカニズムの理解に寄与するリアルタイムの血管反応性データを提供することで、ターゲットのバリデーションおよびリード化合物の同定を支援し、初期探索段階に位置づけられています。